Βικιπαίδεια

Μαγνητική τομογραφία: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιήγηση ιστορικού διαδραστικά
← Προηγούμενη διαφοράΕπόμενη διαφορά →
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
ΟπτικήΚώδικας wiki
Γραμμή 1:
{{μορφοποίηση}}
{{πηγές|29|11|2016}}
 
Γραμμή 12 ⟶ 11 :
Ο μαγνητικός συντονισμός περιστροφής ηλεκτρονίων ανακαλύφθηκε στο πανεπιστήμιο ''Κazan'' από τον ''Yevgeni Κ. Zavoisky'' προς το τέλος του 1943. Ο ''Zavoisky'' είχε ανιχνεύσει τον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό το 1941 και παρουσίασε τα πορίσματά του σε αγγλόφωνο ρωσικό επιστημονικό περιοδικό, αλλά δεν είχε αντίκτυπο στην επιστημονική κοινότητα της εποχής. Επίσημα το φαινόμενο του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (''nuclear magnetic resonance-NMR'') ανακαλύφθηκε ανεξάρτητα από τους [[Φέλιξ Μπλοχ]] ''(Stanford)'' και [[Έντουαρντ Πάρσελ]] ''(Harvard)'' το 1946 και το 1952 βραβεύονται με βραβείο [[Νόμπελ]] φυσικής.
 
Λίγα χρόνια αργότερα αναπτύχθηκε η φασματοσκοπία ''NMR'', η οποία ξεκινά να εφαρμόζεται κυρίως για την ''[[in vitro]]'' έρευνα στοιχείων και χημικών ενώσεων (σε μελέτες με πολλές τεχνικές δυσκολίες και με αρκετά σφάλματα). Το 1955/1956, ο ''Erik Odeblad'' και ο ''Gunnar Lindstrοm'' από τη Στοκχόλμη δημοσίευσαν τις πρώτες μελέτες ''ΝΜR'', συμπεριλαμβανομένων μετρήσεων χρόνων χαλάρωσης, μελετών ζωντανών κυττάρων και αξιολόγησης ζωικών ιστών. Ο ''Odeblad'' συνέχισε τις μελέτες σε ζωντανούς ιστούς καθ' όλη τη διάρκεια της δεκαετίας του '50 και του '60. Το 1959 o ''Jay Singer'' μελέτησε την δυνατότητα μέτρησης ροών σε ιστούς.<ref>{{cite journal|title=Blood-flow rates by NMR measurements|author=Singer RJ|date=1959|journal=Science|issue=|doi=10.1126/science.130.3389.1652|volume=130|pages=1652–1653|bibcode=1959Sci...130.1652S|pmid=17781388}}</ref><ref name="emrf">{{cite web|url=http://www.emrf.org/FAQs%20MRI%20History.html|title=A SHORT HISTORY OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING FROM A EUROPEAN POINT OF VIEW|publisher=emrf.org|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070413032705/http://www.emrf.org/FAQs%20MRI%20History.html|archivedate=2007-04-13|accessdate=2016-08-08|deadurl=bot: unknown|df=}}</ref> Στα τέλη της δεκαετίας του '60 γίνονται έρευνες για την λήψη σημάτων και προσδιορισμού των χρόνων χαλάρωσης σε ανθρώπους και σε ζώα με κυριότερη την μελέτη του ''J. Johns'', ο οποίος μελέτησε την χημική σύσταση των ιστών ζωντανών ζώων (1967). Η εφεύρεση του αξονικού τομογράφου στα μέσα της δεκαετίας του '60 επηρέασε θετικά την έρευνα για την εξέλιξη των εφαρμογών απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού. Μερικές εβδομάδες μετά την εγκατάσταση του πρώτου αξονικού τομογράφου (Αγγλία, 1971) ο ''Paul Lauterbur'' ανακαλύπτει την δυνατότητα χωρικής χαρτογράφησης των μοριακών συγκεντρώσεων συνδυάζοντας τα γραμμικά βαθμιδωτά πεδία (χρησιμοποιήθηκαν πρώτη φορά από τον ''Erwin L.Hahn'' το 1950) και την τεχνική της οπισθοπροβολής (σε αυτή βασίζεται η αξονική τομογραφία).
 
Στις αρχές της δεκαετίας του 1970 πραγματοποιούνται οι πρώτες μελέτες της φασματοσκοπίας φωσφόρου για την ανάλυση δειγμάτων ερυθροκυττάρων (''Moon'' 1973). Το 1974 ο ''Hoult'' μελετά με την φασματοσκοπία φωσφόρου την σύσταση των μυικών ιστών ποντικών. Τότε γίνεται φανερό ότι η φασματοσκοπία προσφέρει μη επεμβατική in vivo ανάλυση της σύστασης και του μεταβολισμού των ιστών.
 
Το 1972 ο ''Raymond Damadian'' ανακαλύπτει ότι οι παθολογικοί ιστοί εμφανίζουν μεγαλύτερους χρόνους χαλάρωσης σε σχέση με τους αντίστοιχους υγιείς.<ref>{{cite journal|title=Tumor detection by nuclear magnetic resonance|author=Damadian R|date=March 1971|journal=Science|issue=3976|doi=10.1126/science.171.3976.1151|volume=171|pages=1151–3|bibcode=1971Sci...171.1151D|pmid=5544870}}</ref> Το 1973 ο ''Lauterbur'' παρουσιάζει την εικόνα δυο σωλήνων με νερό στο περιοδικό ''Nature,<ref name="lauterbur">{{cite journal|title=Image Formation by Induced Local Interactions: Examples of Employing Nuclear Magnetic Resonance|author=Lauterbur PC|date=1973|journal=[[Nature (journal)|Nature]]|issue=5394|doi=10.1038/242190a0|volume=242|pages=190–1|bibcode=1973Natur.242..190L}}</ref><ref name="Filler2009b">{{cite journal|title=Magnetic resonance neurography and diffusion tensor imaging: origins, history, and clinical impact of the first 50,000 cases with an assessment of efficacy and utility in a prospective 5000-patient study group|author=Filler A|date=October 2009|journal=Neurosurgery|issue=4 Suppl|doi=10.1227/01.NEU.0000351279.78110.00|volume=65|pages=A29–43|pmc=2924821|pmid=19927075}}</ref>'' και το 1974 παρουσιάζει την απεικόνιση της θωρακικής κοιλότητας ενός ποντικού.<ref name="lauterbur2">{{cite journal|title=Magnetic resonance zeugmatography|author=Lauterbur PC|date=1974|journal=[[Pure and Applied Chemistry]]|doi=10.1351/pac197440010149|volume=40|pages=149–57}}</ref> Ονόμασε την τεχνική αυτή ''ζευγματογραφία'', όρος ο οποίος μετέπειτα αντικαταστάθηκε από τον όρο ''απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού''. Το 1974 οι ''Anil Kumar'', ''Dieter Welti'' και ''Richard Ernst'' παρουσίασαν την εργασία '''NMR Fourier Zeugmatography''<nowiki/>' η οποία περιγράφει την χρήση χρονικά μεταβαλλόμενων βαθμιδωτών πεδίων και την εφαρμογή των μετασχηματισμών ''Fourier'' για την ανακατασκευή των εικόνων.
Επίσης το 1974 η εταιρία ''ΕΜΙ'' ασχολήθηκε με την κατασκευή εξοπλισμού αυτού του είδους. Με την συνεισφορά και των εργασιών του ''Damadian'' και τις ανακαλύψεις του ''Lauterbur'' επήλθε επανάσταση στην ιατρική απεικόνιση καθώς οδήγησε στην δημιουργία του πρώτου υποτυπώδους πειραματικού μαγνητικού τομογράφου.
 
Οι καθηγητές ''Damadian, Minkoff'' και ''Goldsmith'', μόλις ολοκλήρωσαν την κατασκευή του πρώτου υποτυπώδους μαγνητικού τομογράφου ''(Indomitable)'', στις 3 Ιουλίου 1977, μετά από μέτρηση 6 ωρών και ανακατασκευή 22 ωρών παρήγαγαν την πρώτη ιατρική εικόνα του ανθρώπινου σώματος (τομή θωρακικής χώρας).,<ref>{{cite web|url=http://benbeck.co.uk/firsts/scanning.htm|title=First MRI and ultrasound scanning|publisher=Benjamin S. Beck|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111120221919/http://benbeck.co.uk/firsts/scanning.htm|archivedate=2011-11-20|deadurl=yes|df=}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.smithsonianmag.com/science-nature/object_jun00.html?c=y&page=2|title=The "Indomitable" MRI|publisher=Smithsonian Institution|archive-url=https://archive.is/20120909191216/http://www.smithsonianmag.com/science-nature/object_jun00.html?c=y&page=2|archive-date=2012-09-09|dead-url=yes}}</ref><ref name="damadian">{{cite journal|title=Field focusing nuclear magnetic resonance (FONAR): visualization of a tumor in a live animal|author=Damadian R|author2=Minkoff L|date=1976|journal=Science|issue=4272|doi=10.1126/science.1006309|volume=194|pages=1430–2|bibcode=1976Sci...194.1430D|pmid=1006309|author3=Goldsmith M|author4=Stanford M|author5=Koutcher J}}</ref><ref name="hinshaw">{{cite journal|title=Radiographic thin-section image of the human wrist by nuclear magnetic resonance|author=Hinshaw WS|author2=Bottomley PA|date=1977|journal=Nature|issue=5639|doi=10.1038/270722a0|volume=270|pages=722–3|bibcode=1977Natur.270..722H|pmid=593393|author3=Holland GN}}</ref>
 
Επίσης το 1977 ο [[Πίτερ Μάνσφιλντ|''SirΠίτερ Peter MansfieldΜάνσφιλντ'']] και η ομάδα του έλαβαν εικόνες από τομή δακτύλου του χεριού και από την κοιλιακή χώρα με την βοήθεια της τεχνικής ''Echo Planar Imaging (E.P.I.)''.<ref name="Mansfield-EPI">{{cite journal|title=Diffraction and microscopy in solids and liquids by NMR|author=Mansfield P|author2=Grannell, P|date=1975|journal=Physical Review B|doi=10.1103/physrevb.12.3618|volume=12|pages=3618–3634|bibcode=1975PhRvB..12.3618M|number=9}}</ref>
 
== Τεχνική λήψης ==
Γραμμή 39 ⟶ 38 :
 
Οι μόνιμοι μαγνήτες κατασκευάζονται από κάποιο μόνιμα μαγνητισμένο υλικό. Οι υπεραγώγιμοι και οι μαγνήτες αντιστάσεων αποτελούνται από πηνία ή σωληνοειδή που διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα. Λειτουργούν με βάση την αρχή της παραγωγής μαγνητικού πεδίου στο περιβάλλον ενός ρευματοφόρου αγωγού. Στην περίπτωση των υπεραγώγιμων μαγνητών το υλικό κατασκευής επιλέγεται ώστε να παρουσιάζει το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας ''(superconductivity)''. Δηλαδή το φαινόμενο κατά το οποίο συμβαίνει μηδενισμός της ηλεκτρικής αντίστασης σε χαμηλές θερμοκρασίες (χαμηλότερες από μια ορισμένη τιμή που είναι διαφορετική για κάθε υλικό).
 
Εκτός από τον βασικό μαγνήτη ένα σύστημα απεικόνισης πρέπει να διαθέτει τέσσερα ακόμα είδη πηνίων:
1.# πηνία βαθμίδας ''(gradient coils)'', για την παραγωγή της βαθμίδας πεδίου και το χωρικό προσδιορισμό της απεικονιζόμενης περιοχής,
2.# πηνία εξομάλυνσης ''(shim coils)'', για την εξομάλυνση των ανoμοιογενειών του στατικού μαγνητικού πεδίου,
3.# πηνία ραδιοσυχνότητας ''(RF coils)'', για παραγωγή μαγνητικών παλμών και ανίχνευση σημάτων ''FID'', και
4.# πηνία επιφανείας ''(surface coils)'', για την διέγερση της επιλεγμένης περιοχής του σώματος.
 
Τέλος το απεικονιστικό σύστημα περιλαμβάνει έναν ισχυρό ηλεκτρονικό υπολογιστή για την ανακατασκευή και την επεξεργασία των λαμβανόμενων σημάτων.
Γραμμή 59:
== Μειονεκτήματα ==
Η μαγνητική τομογραφία, παρότι έχει φέρει νέα επανάσταση στην ακτινοδιαγνωστική εμφανίζει και ορισμένα μειονεκτήματα:
α.# Η αφθονία εφαρμογών και η απαίτηση σύνθετης γνώσης φυσικών παραμέτρων, υπολογιστών, μαθηματικών, φυσιολογίας και ανατομίας για την σωστή εκμετάλλευση αυτού του εργαλείου καθιστά σχετικά δύσκολη την εφαρμογή του.
β.# Η μεγάλη χρονική διάρκεια εκτέλεσης ορισμένων ακολουθιών.
γ.# Η ερμηνεία και η επεξεργασία των εικόνων και των ποσοτικών δεδομένων καθώς επίσης και η δυσκολία αναγνώρισης των ψευδενδείξεων.
δ.# Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται στην [[ιατρική]] έχουν υψηλό κόστος (περίπου ένα εκατομμύριο δολάρια ανά [[Τέσλα (μονάδα)|Τέσλα]] για μία μονάδα, καθώς και μερικές χιλιάδες ευρώ για τη συντήρησή τους).
 
== Χρήση σε άλλες επιστήμες ==
Γραμμή 132:
 
== Σκιαγραφικές ουσίες στην μαγνητική τομογραφία ==
Πρόκειται για ουσίες που χρησιμοποιούνται, όπως και στις άλλες απεικονιστικές
μεθόδους για ενίσχυση της αντίθεσης μεταξύ δυο ιστών. Οι ουσίες που
χρησιμοποιούνται στο μαγνητικό συντονισμό διαφέρουν τελείως από αυτές των
ακτίνων ''Χ''. Μια βασική διαφορά είναι ο μηχανισμός μέσω του οποίου επιτυγχάνεται η
ενίσχυση της αντίθεσης. Στις ακτίνες ''Χ'' χρησιμοποιούνται υλικά μεγάλου ατομικού
αριθμού που απορροφούν την ακτινοβολία. Στο μαγνητικό συντονισμό η ενίσχυση
της αντίθεσης βασίζεται στη μεταβολή των χρόνων μαγνητικής αποκατάστασης.
Οι χρησιμοποιούμενες ουσίες είναι κυρίως παραμαγνητικά ιόντα, παραμαγνητικά
 
σύμπλοκα και μοριακό οξυγόνο. Πρόκειται για μόρια ή ιόντα
Οι χρησιμοποιούμενες ουσίες είναι κυρίως παραμαγνητικά ιόντα, παραμαγνητικά σύμπλοκα και μοριακό οξυγόνο. Πρόκειται για μόρια ή ιόντα που διαθέτουν ένα ασύζευτο (μονήρες) ηλεκτρόνιο. Το ηλεκτρόνιο αυτό έχει μεγάλη μαγνητική ροπή. Όταν μια παραμαγνητική ουσία βρεθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο ''(Β0)'' οι μαγνητικές ροπές προσανατολίζονται παράλληλα με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Το αποτέλεσμα είναι η μεταβολή της έντασης του τοπικού πεδίου με αντίστοιχες μεταβολές στους χρόνους μαγνητικής αποκατάστασης των γειτονικών ιστών (που παρουσιάζουν διαγνωστικό ενδιαφέρον). Αυτό που ενδιαφέρει, ως προς την ενίσχυση της αντίθεσης είναι η ελάττωση του χρόνου μαγνητικής αποκατάστασης. Η ελάττωση αυτή έχει ως αποτέλεσμα την ενίσχυση του σήματος που προέρχεται από τον εξεταζόμενο ιστό. Η ελάττωση του χρόνου μαγνητικής αποκατάστασης είναι ανάλογη της συγκέντρωσης της παραμαγνητικής ουσίας και του τετραγώνου της μαγνητικής ροπής. Η χορήγηση των σκιαγραφικών ουσιών μπορεί να γίνει με ενδοαγγειακή έγχυση, από το στόμα ή και με εισπνοή.
που διαθέτουν ένα ασύζευτο (μονήρες) ηλεκτρόνιο. Το ηλεκτρόνιο αυτό έχει μεγάλη
 
μαγνητική ροπή. Όταν μια παραμαγνητική ουσία βρεθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο ''(Β0)''
Ως σκιαγραφικά ενδοαγγειακής έγχυσης έχουν προταθεί τα ιόντα Γαδολινίου ''(Gd3+)'', Χρωμίου ''(Cr3+)'' και Μαγγανίου ''(Mn2+)'' συνδεδεμένα με χημικά σύμπλοκα όπως ''EDTA'' και ''DTPA'', καθώς επίσης και ελεύθερες σταθερές ρίζες μονοξειδίου του Αζώτου ''(Nitroxide stable free radicals- NSFR)'' και κυρίως τα παράγωγα πιπεριδίνη και πυρρολιδίνη.
οι μαγνητικές ροπές προσανατολίζονται παράλληλα με τις δυναμικές γραμμές του
 
πεδίου. Το αποτέλεσμα είναι η μεταβολή της έντασης του τοπικού πεδίου με
Ως ουσίες χορηγούμενες από το στόμα έχουν προταθεί: διαλυτά μεταλλικά ιόντα όπως ''(ferric ammonium citrate)'', διαλυτά μεταλλικά σύμβολα ιόντων όπως ''Cr-EDTA'' και αδιάλυτες ουσίες όπως ''(gadolinium oxalate)''. Tέλος για χορήγηση με εισπνοή έχει προταθεί το μοριακό οξυγόνο το οποίο διαθέτει δυο ασύζευκτα ηλεκτρόνια (με παράλληλα σπίν) και συνεπώς είναι παραμαγνητικό.
αντίστοιχες μεταβολές στους χρόνους μαγνητικής αποκατάστασης των γειτονικών ιστών (που παρουσιάζουν διαγνωστικό ενδιαφέρον). Αυτό που ενδιαφέρει, ως προς την
 
ενίσχυση της αντίθεσης είναι η ελάττωση του χρόνου μαγνητικής αποκατάστασης. Η ελάττωση αυτή έχει ως
Εκτός από τις σκιαγραφικές ουσίες που επηρεάζουν τους χρονικούς ''Τ1, Τ2'' έχουν προταθεί και ουσίες που επηρεάζουν την πυκνότητα πρωτονίων χωρίς όμως σημαντικές εφαρμογές μέχρι στιγμής.
αποτέλεσμα την ενίσχυση του σήματος που προέρχεται από τον εξεταζόμενο ιστό. Η ελάττωση του χρόνου μαγνητικής αποκατάστασης είναι ανάλογη της συγκέντρωσης της παραμαγνητικής ουσίας και του τετραγώνου της μαγνητικής ροπής.
Η χορήγηση των σκιαγραφικών ουσιών μπορεί να γίνει με ενδοαγγειακή έγχυση,
από το στόμα ή και με εισπνοή.
Ως σκιαγραφικά ενδοαγγειακής έγχυσης έχουν προταθεί τα ιόντα Γαδολινίου
''(Gd3+)'', Χρωμίου ''(Cr3+)'' και Μαγγανίου ''(Mn2+)'' συνδεδεμένα με χημικά σύμπλοκα
όπως ''EDTA'' και ''DTPA'', καθώς επίσης και ελεύθερες σταθερές ρίζες μονοξειδίου
του Αζώτου ''(Nitroxide stable free radicals- NSFR)'' και κυρίως τα παράγωγα
πιπεριδίνη και πυρρολιδίνη.
Ως ουσίες χορηγούμενες από το στόμα έχουν προταθεί: διαλυτά μεταλλικά ιόντα
όπως ''(ferric ammonium citrate)'', διαλυτά μεταλλικά σύμβολα ιόντων όπως ''Cr-EDTA''
και αδιάλυτες ουσίες όπως ''(gadolinium oxalate)''.
Tέλος για χορήγηση με εισπνοή έχει προταθεί το μοριακό οξυγόνο το οποίο
διαθέτει δυο ασύζευκτα ηλεκτρόνια (με παράλληλα σπίν) και συνεπώς είναι
παραμαγνητικό.
Εκτός από τις σκιαγραφικές ουσίες που επηρεάζουν τους χρονικούς ''Τ1, Τ2'' έχουν
προταθεί και ουσίες που επηρεάζουν την πυκνότητα πρωτονίων χωρίς όμως
σημαντικές εφαρμογές μέχρι στιγμής.
 
== Βιολογικές επιπτώσεις ==
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού είναι ότι οι
εξεταζόμενοι και το προσωπικό δεν εκτίθενται σε ιοντίζουσα ακτινοβολία. Υπάρχει
όμως η επίδραση τριών διαφορετικών μαγνητικών πεδίων : του στατικού μαγνητικού
πεδίου ''Βο'', των βαθμίδων πεδίου ''Gx, Gy'' κλπ. και των μαγνητικών παλμών ''Β1''. Αυτοί
οι τελευταίοι αποτελούν τη λεγόμενη ‘’ακτινοβολία ραδιοσυχνότητα’’.
Οι πιθανές βιολογικές επιπτώσεις θα προέρχονται άμεσα ή έμμεσα από τα τρία
αυτά πεδία.
Ως προς την επίδραση στατικών πεδίων σε βιολογικούς οργανισμούς υπάρχουν
 
μια σειρά από δεδομένα προερχόμενα από άλλους χώρους εργασίας. Π.χ.
Ως προς την επίδραση στατικών πεδίων σε βιολογικούς οργανισμούς υπάρχουν μια σειρά από δεδομένα προερχόμενα από άλλους χώρους εργασίας. Π.χ. εργαστήρια Πυρηνικής Φυσικής που χρησιμοποιούν επιταχυντές σωματιδίων. Υπάρχουν επίσης αποτελέσματα που προέρχονται από πειράματα σε ζώα (κυρίως ποντίκια). Γενικά, εκτός από ελάχιστες εξαιρέσεις, δεν έχουν μέχρι αυτή τη στιγμή παρατηρηθεί τόσο βραχυπρόθεσμα όσο και μακροπρόθεσμα βλαβερά βιολογικά αποτελέσματα. Π.χ. μυτογενετικά αποτελέσματα ''(mutogenic effects)'', ηλεκτρική αγωγιμότητα νεύρων ''(nerve conduction E.C.G. characteristics)''. Η ανάπτυξη μικρού ηλεκτρικού δυναμικού σε αγγεία μεγάλης διαμέτρου που κινούνται κάθετα στο πεδίο, δεν φαίνεται να έχει αποτελέσματα στη λειτουργία της καρδιάς. Διαφορά δυναμικού μπορεί να αναπτυχθεί εξ’ αιτίας της κίνησης φορτίων που βρίσκονται μέσα σε ρευστά (αίμα) που ρέουν στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος.
εργαστήρια Πυρηνικής Φυσικής που χρησιμοποιούν επιταχυντές σωματιδίων.
 
Υπάρχουν επίσης αποτελέσματα που προέρχονται από πειράματα σε ζώα (κυρίως
Στο φορτίο ασκούνται δυνάμεις ''Laplace'', λόγω της ύπαρξης μαγνητικού πεδίου, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου και ηλεκτρικού δυναμικού. Όπως έχει υπολογισθεί για την αορτή, αναπτύσσεται μια διαφορά δυναμικού περίου ''16 mVolt/Tesla'' όταν η ταχύτητα ροής είναι περίπου ''0,6 m/sec''. Προβλήματα μπορεί να παρουσιασθούν έμμεσα με ασθενείς που φέρουν διάφορες μεταλλικές εμφυτεύσεις π.χ. ''aneurysm clips, heart valves, dental plates''. Επίσης σε ασθενείς που συνοδεύονται από ''IV stands'', μπουκάλες οξυγόνου, ''physiological monitors'' κλπ. Aντικείμενα κατασκευασμένα με σιδηρομαγνητικό υλικό τείνουν να στραφούν έτσι ώστε να ευθυγραμμισθούν με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Σε ορισμένες περιπτώσεις (aneurysm clips, heart valves) κάτι τέτοιο είναι καταστρεπτικό. Επίσης, όμως έχει προαναφερθεί, τέτοια αντικείμενα παραμορφώνουν το μαγνητικό πεδίο και υποβαθμίζεται έτσι η ποιότητα της διαγνωστικής εικόνας.
ποντίκια). Γενικά, εκτός από ελάχιστες εξαιρέσεις, δεν έχουν μέχρι αυτή τη στιγμή
 
παρατηρηθεί τόσο βραχυπρόθεσμα όσο και μακροπρόθεσμα βλαβερά βιολογικά
Ανάλογα με τη νομοθεσία της κάθε χώρας το ανώτατο όριο στατικού μαγνητικού πεδίου καθορίζεται σε 2 ή 2,5 ''Τ'' (Η.Π.Α., Βρετανία). Μια βάση για τον καθορισμό του ορίου 2,5 ''Tesla'' είναι το γεγονός ότι, σε τέτοιες τιμές πεδίου, αναπτύσσεται στα τοιχώματα της αορτής τάση ''40 mVolt'' περίπου (''2,5 Tesla x 16 mVolt/ Tesla''). Η τιμή 40 mVolt αποτελεί όριο πέραν του οποίου εμφανίζονται φαινόμενα αποπόλωσης των καρδιακών μυϊκών ινών. Συνιστάται επίσης στους εργαζόμενους σε συστήματα μαγνητικού συντονισμού να μην εκτίθενται για μεγάλα χρονικά διαστήματα σε μαγνητικά πεδία εντονότερα των ''0,02 Tesla'' (ολόσωμη έκθεση). Εάν πρόκειται μόνο για τα χέρια το όριο είναι ''0,2 Tesla''. Επίσης εάν η παραμονή στο πεδίο είναι συντομότερη από 15 λεπτά τα όρια αυξάνονται σε ''0,2 Tesla'' και ''2 Tesla'' αντίστοιχα.
αποτελέσματα. Π.χ. μυτογενετικά αποτελέσματα ''(mutogenic effects)'', ηλεκτρική
 
αγωγιμότητα νεύρων ''(nerve conduction E.C.G. characteristics)''. Η ανάπτυξη μικρού
Προβλήματα μπορεί να παρουσιασθούν εξ’ αιτίας της απότομης χρονικής μεταβολής του πεδίου κατά την εφαρμογή και την άρση των βαθμίδων. Ένα πρώτο φαινόμενο είναι η ανάπτυξη επαγωγικών ρευμάτων στους ιστούς. Κάτι τέτοιο μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα σε νευρικά κύτταρα, στους μυς της καρδιάς και του αναπνευστικού ''(muscle fibers of the heart, respiratory musculative)''. Σημαντικό πρόβλημα φαίνεται ότι είναι η διέγερση του αμφιβληστροειδούς. Εξ’ αιτίας της διέγερσης των ''magnetic retinal phosphenes'' προκαλείται η αίσθηση αναλαμπών φωτός. Αυτή η τελευταία παρουσιάζεται όταν η πυκνότητα ρεύματος ''(i/s)'' στους ιστούς είναι ''1-10 A/m''.
ηλεκτρικού δυναμικού σε αγγεία μεγάλης διαμέτρου που κινούνται κάθετα στο πεδίο,
 
δεν φαίνεται να έχει αποτελέσματα στη λειτουργία της καρδιάς. Διαφορά δυναμικού
Άλλα πιθανά προβλήματα εξ’ αιτίας της χρονικής μεταβολής του πεδίου μπορεί να είναι: ''ventricular fibrillattions'' και ''alterations in bone heating''. Όπως έχει προαναφερθεί ως όριο χρονικής μεταβολής του πεδίου έχουν τεθεί τα ''3Τ/sec''. Καθώς επίσης πειράματα που έχουν γίνει σε ποντίκια έχουν δείξει ότι ρυθμοί μεταβολής μέχρι και ''60 Τ/sec'' δεν επιφέρουν αξιοσημείωτες βλάβες (δεν παρουσιάζονται προβλήματα καρδιακά, αναπνευστικά κλπ.). Πάντως κανένα πρόβλημα βιολογικών επιπτώσεων δεν παρουσιάζεται τουλάχιστο όσον αφορά τις ισχύς των παλμών που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα συστήματα μαγνητικού συντονισμού. Συνήθως διατίθενται κατάλληλες ασφάλειες στα πηνία ώστε η ισχύς στους ιστούς να μην υπερβαίνει κάποια όρια.
μπορεί να αναπτυχθεί εξ’ αιτίας της κίνησης φορτίων που βρίσκονται μέσα σε
 
ρευστά (αίμα) που ρέουν στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος.
Ένα σημαντικό ζήτημα σχετικό με την ‘’ακτινοβόληση’’ του εξεταζομένου με ενέργεια ''RF''. είναι ο καθορισμός ορισμένων ανωτάτων οριακών τιμών απορροφούμενης ισχύος. Οι τιμές αυτές δεν θα πρέπει να υπερβαίνονται κατά τις εξετάσεις. Σύμφωνα με την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των Η.Π.Α. ''(Food-Drug Administration)'' το όρια αυτά πρέπει να είναι ''2 Watt/Kgr'' για ένα γραμμάριο ιστού ή ''0,4 Watt/Kgr'' μέση τιμή για ολόκληρο το σώμα. Στη Βρετανία έχει καθορισθεί η τιμή ''4 Watt/Kgr'' για ένα γραμμάριο. Τα όρια απορροφουμένης ισχύος έχουν τεθεί με βάση το συλλογισμό ότι δεν θα πρέπει να εισάγεται στον ανθρώπινο οργανισμό θερμότητα περισσότερη απ’ όση αυτός παράγει σε κατάσταση ηρεμίας (Βασικός ρυθμός μεταβολισμού). Πρακτικά βάση για τον καθορισμό αυτών των ορίων αποτελεί η απαίτηση η αύξηση της θερμοκρασίας να μην υπερβαίνει τον ''1<sup>ο</sup>C''.
Στο φορτίο ασκούνται δυνάμεις ''Laplace'', λόγω της ύπαρξης μαγνητικού πεδίου, με
 
αποτέλεσμα τη δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου και ηλεκτρικού δυναμικού. Όπως έχει
Γενικά, στο ζήτημα της θέρμανσης των ιστών απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή διότι η τοπική εναπόθεση μεγάλων ποσοτήτων ισχύος μπορεί να είναι αποτέλεσμα τυχαίων γεγονότων. Π.χ. κλειστοί βρόχοι αγώγιμου σύρματος που μπορεί να βρίσκεται στον ασθενή. Στους βρόχους αυτούς παρουσιάζονται επαγωγικά φαινόμενα, με αποτέλεσμα το συντονισμό τους και την εναπόθεση ισχύος στους ιστούς. Πρόβλημα μπορεί να παρουσιασθεί επίσης εάν δεν υφίσταται ορθή αποσύζευξη του πηνίου δέκτη από το πηνίο πομπός. Τέλος όπως έχει ήδη αναφερθεί, προβλήματα παρουσιάζονται στη λειτουργία των βηματοδοτών. Συνεπώς ασθενείς με βηματοδότη θα πρέπει να αποκλείονται από εξετάσεις με μαγνητικό συντονισμό. Δεν θα πρέπει επίσης να πλησιάζουν σε χώρους με πεδία ισχυρότερα από 3 ή 5 ''Gauss''.
υπολογισθεί για την αορτή, αναπτύσσεται μια διαφορά δυναμικού περίου ''16
 
mVolt/Tesla'' όταν η ταχύτητα ροής είναι περίπου ''0,6 m/sec''.
Ένα πρόβλημα που πρέπει να προβλέπεται από τους κανονισμούς είναι η πιθανότητα εκτόξευσης μικρών διαστάσεων μεταλλικών αντικειμένων λόγω ανάπτυξης ισχυρών μαγνητικών δυνάμεων. Συνεπώς η παρουσία ανιχνευτών μεταλλικών αντικειμένων (συνήθως υπό μορφή αψίδας) είναι απαραίτητη σε κάθε τμήμα μαγνητικού συντονισμού.
Προβλήματα μπορεί να παρουσιασθούν έμμεσα με ασθενείς που φέρουν διάφορες
μεταλλικές εμφυτεύσεις π.χ. ''aneurysm clips, heart valves, dental plates''. Επίσης σε
ασθενείς που συνοδεύονται από ''IV stands'', μπουκάλες οξυγόνου, ''physiological
monitors'' κλπ. Aντικείμενα κατασκευασμένα με σιδηρομαγνητικό υλικό τείνουν να
στραφούν έτσι ώστε να ευθυγραμμισθούν με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Σε ορισμένες περιπτώσεις (aneurysm clips, heart valves) κάτι τέτοιο είναι
καταστρεπτικό. Επίσης, όμως έχει προαναφερθεί, τέτοια αντικείμενα
παραμορφώνουν το μαγνητικό πεδίο και υποβαθμίζεται έτσι η ποιότητα της
διαγνωστικής εικόνας.
Ανάλογα με τη νομοθεσία της κάθε χώρας το ανώτατο όριο στατικού μαγνητικού
πεδίου καθορίζεται σε 2 ή 2,5 ''Τ'' (Η.Π.Α., Βρετανία).
Μια βάση για τον καθορισμό του ορίου 2,5 ''Tesla'' είναι το γεγονός ότι, σε τέτοιες
τιμές πεδίου, αναπτύσσεται στα τοιχώματα της αορτής τάση ''40 mVolt'' περίπου (''2,5
Tesla x 16 mVolt/ Tesla''). Η τιμή 40 mVolt αποτελεί όριο πέραν του οποίου
εμφανίζονται φαινόμενα αποπόλωσης των καρδιακών μυϊκών ινών.
Συνιστάται επίσης στους εργαζόμενους σε συστήματα μαγνητικού συντονισμού να
μην εκτίθενται για μεγάλα χρονικά διαστήματα σε μαγνητικά πεδία εντονότερα των
''0,02 Tesla'' (ολόσωμη έκθεση).
Εάν πρόκειται μόνο για τα χέρια το όριο είναι ''0,2 Tesla''. Επίσης εάν η παραμονή
στο πεδίο είναι συντομότερη από 15 λεπτά τα όρια αυξάνονται σε ''0,2 Tesla'' και ''2
Tesla'' αντίστοιχα.
Προβλήματα μπορεί να παρουσιασθούν εξ’ αιτίας της απότομης χρονικής
μεταβολής του πεδίου κατά την εφαρμογή και την άρση των βαθμίδων. Ένα πρώτο
φαινόμενο είναι η ανάπτυξη επαγωγικών ρευμάτων στους ιστούς. Κάτι τέτοιο μπορεί
να δημιουργήσει προβλήματα σε νευρικά κύτταρα, στους μυς της καρδιάς και του
αναπνευστικού ''(muscle fibers of the heart, respiratory musculative)''. Σημαντικό
πρόβλημα φαίνεται ότι είναι η διέγερση του αμφιβληστροειδούς. Εξ’ αιτίας της
διέγερσης των ''magnetic retinal phosphenes'' προκαλείται η αίσθηση αναλαμπών
φωτός. Αυτή η τελευταία παρουσιάζεται όταν η πυκνότητα ρεύματος ''(i/s)'' στους
ιστούς είναι ''1-10 A/m''.
Άλλα πιθανά προβλήματα εξ’ αιτίας της χρονικής μεταβολής του πεδίου μπορεί να
είναι: ''ventricular fibrillattions'' και ''alterations in bone heating''. Όπως έχει
προαναφερθεί ως όριο χρονικής μεταβολής του πεδίου έχουν τεθεί τα ''3Τ/sec''. Καθώς
επίσης πειράματα που έχουν γίνει σε ποντίκια έχουν δείξει ότι ρυθμοί μεταβολής
μέχρι και ''60 Τ/sec'' δεν επιφέρουν αξιοσημείωτες βλάβες (δεν παρουσιάζονται
προβλήματα καρδιακά, αναπνευστικά κλπ.). Πάντως κανένα πρόβλημα βιολογικών επιπτώσεων δεν παρουσιάζεται τουλάχιστο
όσον αφορά τις ισχύς των παλμών που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα συστήματα
μαγνητικού συντονισμού. Συνήθως διατίθενται κατάλληλες ασφάλειες στα πηνία ώστε
η ισχύς στους ιστούς να μην υπερβαίνει κάποια όρια.
Ένα σημαντικό ζήτημα σχετικό με την ‘’ακτινοβόληση’’ του εξεταζομένου με
ενέργεια ''RF''. είναι ο καθορισμός ορισμένων ανωτάτων οριακών τιμών
απορροφούμενης ισχύος. Οι τιμές αυτές δεν θα πρέπει να υπερβαίνονται κατά τις
εξετάσεις. Σύμφωνα με την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των Η.Π.Α. ''(Food-
Drug Administration)'' το όρια αυτά πρέπει να είναι ''2 Watt/Kgr'' για ένα γραμμάριο
ιστού ή ''0,4 Watt/Kgr'' μέση τιμή για ολόκληρο το σώμα. Στη Βρετανία έχει καθορισθεί
η τιμή ''4 Watt/Kgr'' για ένα γραμμάριο. Τα όρια απορροφουμένης ισχύος έχουν τεθεί με
βάση το συλλογισμό ότι δεν θα πρέπει να εισάγεται στον ανθρώπινο οργανισμό
θερμότητα περισσότερη απ’ όση αυτός παράγει σε κατάσταση ηρεμίας (Βασικός
ρυθμός μεταβολισμού). Πρακτικά βάση για τον καθορισμό αυτών των ορίων αποτελεί
η απαίτηση η αύξηση της θερμοκρασίας να μην υπερβαίνει τον ''1οC''.
Γενικά, στο ζήτημα της θέρμανσης των ιστών απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή διότι η
τοπική εναπόθεση μεγάλων ποσοτήτων ισχύος μπορεί να είναι αποτέλεσμα τυχαίων
γεγονότων. Π.χ. κλειστοί βρόχοι αγώγιμου σύρματος που μπορεί να βρίσκεται στον
ασθενή. Στους βρόχους αυτούς παρουσιάζονται επαγωγικά φαινόμενα, με
αποτέλεσμα το συντονισμό τους και την εναπόθεση ισχύος στους ιστούς. Πρόβλημα
μπορεί να παρουσιασθεί επίσης εάν δεν υφίσταται ορθή αποσύζευξη του πηνίου
δέκτη από το πηνίο πομπός. Τέλος όπως έχει ήδη αναφερθεί, προβλήματα παρουσιάζονται στη λειτουργία των
βηματοδοτών. Συνεπώς ασθενείς με βηματοδότη θα πρέπει να αποκλείονται από
εξετάσεις με μαγνητικό συντονισμό. Δεν θα πρέπει επίσης να πλησιάζουν σε χώρους
με πεδία ισχυρότερα από 3 ή 5 ''Gauss''. Ένα πρόβλημα που πρέπει να προβλέπεται
από τους κανονισμούς είναι η πιθανότητα εκτόξευσης μικρών διαστάσεων
μεταλλικών αντικειμένων λόγω ανάπτυξης ισχυρών μαγνητικών δυνάμεων. Συνεπώς
η παρουσία ανιχνευτών μεταλλικών αντικειμένων (συνήθως υπό μορφή αψίδας) είναι
απαραίτητη σε κάθε τμήμα μαγνητικού συντονισμού.
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να εστιασθεί στην ενημέρωση και την εξοικείωση του
προσωπικού κάθε κατηγορίας με τις ιδιότητες του μαγνητικού πεδίου και τα πάσης
φύσεως φαινόμενα που οφείλονται στην ύπαρξή του. Π.χ. όργανα και εργαλεία που
χρησιμοποιούνται στη συντήρηση του συστήματος είναι δυνατόν να μη λειτουργούν
σωστά, να μη μπορούν να χρησιμοποιηθούν ή να μην επιτρέπεται η παρουσία τους
στο χώρο του πεδίου (λόγω επικινδυνότητας). Άτομα που μπορεί να εισέλθουν στο
χώρο που βρίσκεται το μηχάνημα σε ώρες εκτός του κανονικού ωραρίου λειτουργίας
(π.χ. καθαρίστριες, φύλακες, πυροσβέστες) μπορεί να κινδυνεύσουν εάν δεν έχουν
ενημερωθεί. Πρέπει επίσης να γίνεται αυστηρός έλεγχος σε διάφορα αντικείμενα για
τα οποία υπάρχει υποψία παρουσίας σιδηρομαγνητικού υλικού. Γενικά ο χώρος
πρέπει κατά τις ώρες εκτός ωραρίου λειτουργίας να φυλάσσεται προσεκτικά ή να
είναι κλειδωμένος ιδιαίτερα όταν πρόκειται για ισχυρούς υπεραγώγιμους μαγνήτες.
Προβλήματα ενδέχεται να παρουσιασθούν στους εξεταζόμενους κατά την απότομη
διακοπή του μαγνητικού πεδίου (quenching). Π.χ. ανάπτυξη επαγωγικών ρευμάτων
στον ασθενή που μπορεί να προκαλέσουν κάποιο καρδιακά επεισόδιο.
 
== Παραπομπές ==
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να εστιασθεί στην ενημέρωση και την εξοικείωση του προσωπικού κάθε κατηγορίας με τις ιδιότητες του μαγνητικού πεδίου και τα πάσης φύσεως φαινόμενα που οφείλονται στην ύπαρξή του. Π.χ. όργανα και εργαλεία που χρησιμοποιούνται στη συντήρηση του συστήματος είναι δυνατόν να μη λειτουργούν σωστά, να μη μπορούν να χρησιμοποιηθούν ή να μην επιτρέπεται η παρουσία τους στο χώρο του πεδίου (λόγω επικινδυνότητας). Άτομα που μπορεί να εισέλθουν στο χώρο που βρίσκεται το μηχάνημα σε ώρες εκτός του κανονικού ωραρίου λειτουργίας (π.χ. καθαρίστριες, φύλακες, πυροσβέστες) μπορεί να κινδυνεύσουν εάν δεν έχουν ενημερωθεί. Πρέπει επίσης να γίνεται αυστηρός έλεγχος σε διάφορα αντικείμενα για τα οποία υπάρχει υποψία παρουσίας σιδηρομαγνητικού υλικού. Γενικά ο χώρος πρέπει κατά τις ώρες εκτός ωραρίου λειτουργίας να φυλάσσεται προσεκτικά ή να είναι κλειδωμένος ιδιαίτερα όταν πρόκειται για ισχυρούς υπεραγώγιμους μαγνήτες. Προβλήματα ενδέχεται να παρουσιασθούν στους εξεταζόμενους κατά την απότομη διακοπή του μαγνητικού πεδίου (quenching). Π.χ. ανάπτυξη επαγωγικών ρευμάτων στον ασθενή που μπορεί να προκαλέσουν κάποιο καρδιακά επεισόδιο.
<references />
 
== Περαιτέρω διάβασμα ==
Γραμμή 167 ⟶ 275 :
 
== Βιβλιογραφία ==
* Καρατόπης Α. , Κανδαράκης Ι., ''Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού'', Πανεπιστημιακές εκδόσεις Αράκυνθος, 2007, ISBN 978-960-91034-9-7
 
[[Κατηγορία:Ακτινολογία]]
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/wiki/Μαγνητική_τομογραφία"